JP2001042961A - Voltage boosting device - Google Patents

Voltage boosting device

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JP2001042961A
JP2001042961A JP11215285A JP21528599A JP2001042961A JP 2001042961 A JP2001042961 A JP 2001042961A JP 11215285 A JP11215285 A JP 11215285A JP 21528599 A JP21528599 A JP 21528599A JP 2001042961 A JP2001042961 A JP 2001042961A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To decrease the number of external components etc., and to solve the problem of breakdown voltage deficiency of a transistor of a transmission gate by discharging a capacity having been charged, connecting the low-voltage terminal of the capacitor having been discharge to a power source, and the high-voltage terminal to an output terminal. SOLUTION: A control circuit 19 applies the voltage of a voltage boosting reference voltage line 3 and the voltage of a ground line 2 to both the ends of the capacitor 4 and charges the capacitor up to such a voltage difference that the terminal A is positive. Then diodes 7 and 8 are connected in series between the voltage boosting reference voltage line 3 and low-voltage side terminal B, so the charging voltage of the capacitor 4 drops to the sum voltage of the thresholds of the diodes 7 and 8. The capacitor 4 having been charged to a voltage which is an integral multiple of the thresholds of the diodes 7 and 8 applies an output terminal 12 with the voltage obtained by adding the charging voltage of the capacitor 4 to the voltage of the voltage boosting reference voltage line 3 by connecting the low-voltage side terminal B to the voltage boosting reference voltage line 3 and the high-voltage side terminal A to the output terminal 12.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は電源の高圧側より
も高い昇圧電圧を生成して出力する昇圧装置に係り、特
に、半導体集積回路の動作可能な最低電圧の低電圧化を
図る際にその低電圧化に伴って生じるトランスミッショ
ンゲートのドライブ能力低下などを防止するために好適
に利用することができる昇圧装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a boosting device for generating and outputting a boosted voltage higher than the high voltage side of a power supply, and more particularly to a boosting device for lowering the minimum operable voltage of a semiconductor integrated circuit. The present invention relates to a step-up device that can be suitably used to prevent a reduction in drive capability of a transmission gate caused by a decrease in voltage.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4は従来の昇圧装置の構成を示す回路
図である。図において、33は充電電源、34はチャー
ジアップ用コンデンサ、35は保持用コンデンサ、36
は基準電源、37および38はチャージアップ用コンデ
ンサ34の両端子を充電電源33あるいは保持用コンデ
ンサ35に交互に接続する一対のスイッチング素子、3
9はこの一対のスイッチング素子37,38の動作を制
御する制御回路、40は出力端子である。
2. Description of the Related Art FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional booster. In the figure, 33 is a charging power source, 34 is a charge-up capacitor, 35 is a holding capacitor, 36
Is a reference power supply, and 37 and 38 are a pair of switching elements for alternately connecting both terminals of the charge-up capacitor 34 to the charge power supply 33 or the holding capacitor 35.
9 is a control circuit for controlling the operation of the pair of switching elements 37 and 38, and 40 is an output terminal.

【0003】次に動作について説明する。制御回路39
は、まずチャージアップ用コンデンサ34の両端子を充
電電源33に接続するように一対のスイッチング素子3
7,38を制御し、このチャージアップ用コンデンサ3
4を当該充電電源33の電圧まで充電する。次に制御回
路39はチャージアップ用コンデンサ34の両端子を保
持用コンデンサ35に接続するように一対のスイッチン
グ素子37,38を制御し、これにより保持用コンデン
サ35をチャージアップ用コンデンサ34と同一の電圧
にまで充電する。そして、この一対のスイッチング素子
37,38の切替動作を所定の周期で繰り返すことで、
保持用コンデンサ35の充電電圧は、単位時間当たりに
保持用コンデンサ35に供給される増加電荷量と、出力
端子40や自然放電などによる減少電荷量とがつりあう
電圧レベルに維持される。その結果、出力端子40から
はこの保持用コンデンサ35の当該充電電圧と基準電源
36の電圧とを加算したレベルの昇圧電圧が出力される
ことになる。
Next, the operation will be described. Control circuit 39
First, a pair of switching elements 3 are connected so that both terminals of the charge-up capacitor 34 are connected to the charging power supply 33.
7 and 38 to control the charge-up capacitor 3
4 to the voltage of the charging power supply 33. Next, the control circuit 39 controls the pair of switching elements 37 and 38 so as to connect both terminals of the charge-up capacitor 34 to the holding capacitor 35, whereby the holding capacitor 35 is the same as the charge-up capacitor 34. Charge to voltage. By repeating the switching operation of the pair of switching elements 37 and 38 at a predetermined cycle,
The charging voltage of the holding capacitor 35 is maintained at a voltage level where the increased amount of charge supplied to the holding capacitor 35 per unit time and the decreased amount of charge due to the output terminal 40 and natural discharge are balanced. As a result, a boosted voltage of a level obtained by adding the charging voltage of the holding capacitor 35 and the voltage of the reference power supply 36 is output from the output terminal 40.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来の昇圧装置は以上
のように構成されているので、半導体集積回路の最低電
源電圧の低電圧化を図る際にその低電圧化に伴って生じ
るトランスミッションゲートのドライブ能力低下を防止
するために利用しようとした場合、以下に示すような課
題などがあった。
Since the conventional booster is constructed as described above, when the minimum power supply voltage of the semiconductor integrated circuit is lowered, the transmission gate generated with the lowering of the power supply voltage is reduced. When the system is used to prevent a decrease in drive performance, there are the following problems.

【0005】第一に、上記従来の昇圧装置において当該
半導体集積回路の電源を充電電源33や基準電源36と
して利用した場合、このような半導体集積回路の電源と
しては上記最低電源電圧から最大電源電圧までの使用可
能電源電圧範囲の電圧が供給されるものであり、上記昇
圧装置はこの最大電源電圧の2倍の電圧を出力すること
もありえる。そして、このような出力電圧をトランスミ
ッションゲートを構成するトランジスタに供給した場
合、当該トランジスタの耐圧不足などの問題が生じてし
まうことになる。従って、上記従来の昇圧装置を利用し
てトランスミッションゲートのドライブ能力低下を防止
しようとした場合、上記半導体集積回路の電源とは別の
外部電源を用いてチャージアップ用コンデンサ34を充
電するように構成することが一般的に行われ、その結
果、半導体集積回路に対してこの外部電源を接続するた
めの外部接続端子などか必要となり、使用部品数増加や
外部接続端子数の増加などの問題が生じる。
First, when the power supply of the semiconductor integrated circuit is used as the charging power supply 33 or the reference power supply 36 in the conventional booster, the power supply of such a semiconductor integrated circuit is from the minimum power supply voltage to the maximum power supply voltage. Up to a usable power supply voltage range, and the booster may output twice the maximum power supply voltage. When such an output voltage is supplied to a transistor forming a transmission gate, a problem such as insufficient withstand voltage of the transistor occurs. Therefore, when the conventional booster is used to prevent the drive capability of the transmission gate from lowering, the charge-up capacitor 34 is charged using an external power supply different from the power supply of the semiconductor integrated circuit. Is generally performed, and as a result, an external connection terminal for connecting the external power supply to the semiconductor integrated circuit is required, which causes problems such as an increase in the number of parts used and an increase in the number of external connection terminals. .

【0006】第二に、従来の昇圧装置では、充電電源3
3の電圧がそのままにチャージアップ用コンデンサ34
に蓄積され、これを基準電源36の電圧に加算して昇圧
電圧を生成する構成となっているので、昇圧電圧はこれ
ら2つの電源電圧の2倍の電圧変動を生じ、昇圧電圧は
電源電圧変動に対して弱いものとなってしまう。そのた
め、このような電源電圧変動にかかわらずトランスミッ
ションゲートのドライブ能力の低下を防止するために
は、その変動にかかわらず出力電圧が不足しないように
設計する必要があり、その分、昇圧電圧の電圧マージン
を多く確保する必要があって上記トランスミッションゲ
ートのトランジスタにおける耐圧不足などの問題は更に
厳しいものとなってしまう。
Second, in the conventional booster, the charging power source 3
Charge-up capacitor 34 with the voltage of 3 unchanged
, And this is added to the voltage of the reference power supply 36 to generate a boosted voltage. Therefore, the boosted voltage causes a voltage fluctuation twice as large as those two power supply voltages, and the boosted voltage causes the power supply voltage fluctuation. Would be weaker. Therefore, in order to prevent a reduction in the drive capability of the transmission gate irrespective of such power supply voltage fluctuations, it is necessary to design so that the output voltage does not become insufficient irrespective of the fluctuations. It is necessary to secure a large margin, and the problem such as insufficient withstand voltage of the transistor of the transmission gate becomes more severe.

【0007】第三に、上述したように従来の昇圧装置で
は半導体集積回路の電源とは別の外部電源にてチャージ
アップ用コンデンサ34を充電することになるので、そ
のチャージアップ用コンデンサ34などに要求される耐
圧などのスペックを特定することができない。従って、
従来においてはこのチャージポンプとして用いられるチ
ャージアップ用コンデンサ34も併せて外付けとするこ
とが一般的であり、その分更に、使用部品数増加や外部
接続端子数の増加などの問題が生じてしまう。
Third, as described above, in the conventional booster, the charge-up capacitor 34 is charged by an external power supply different from the power supply of the semiconductor integrated circuit. It is not possible to specify required specifications such as withstand voltage. Therefore,
In the related art, it is general that the charge-up capacitor 34 used as the charge pump is also externally attached, and further problems such as an increase in the number of components used and an increase in the number of external connection terminals occur. .

【0008】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、半導体集積回路内の素子を用いて
構成しつつも適切な電圧範囲内の昇圧電圧を生成するこ
とができ、その結果、外付け部品数や外部接続端子数を
削減し、しかも、出力電圧が供給されるトランスミッシ
ョンゲートなどにおいてトランジスタの耐圧不足の問題
を生ずることが無い昇圧装置を得ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and can generate a boosted voltage within an appropriate voltage range while being configured using elements in a semiconductor integrated circuit. As a result, an object of the present invention is to provide a booster that reduces the number of external components and the number of external connection terminals and does not cause a problem of insufficient withstand voltage of a transistor in a transmission gate to which an output voltage is supplied.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明に係る昇圧装置
は、コンデンサに蓄積した蓄積電圧を用いて電源電圧よ
りも電圧が大きい昇圧電圧を出力端子から出力する昇圧
装置において、このコンデンサの両端子を電源に接続し
て充電する充電手段と、充電後のコンデンサの両端子を
電気的に接続して放電させる放電手段と、放電後のコン
デンサの低圧側端子を上記電源に接続するとともに、高
圧側端子を出力端子に接続する出力手段とを備えるもの
である。
According to the present invention, there is provided a booster for outputting a boosted voltage having a voltage higher than a power supply voltage from an output terminal by using a storage voltage stored in a capacitor. Charging means for connecting and charging the power supply, a discharging means for electrically connecting both terminals of the charged capacitor to discharge, and connecting a low voltage side terminal of the discharged capacitor to the power supply and a high voltage side. Output means for connecting the terminal to the output terminal.

【0010】この発明に係る昇圧装置は、コンデンサ
と、上記コンデンサの一方の端子を電源の高圧側に接続
する第1トランジスタと、上記コンデンサの他方の端子
を電源の低圧側に接続する第2トランジスタと、1乃至
複数の直列接続されたダイオードおよびその最上段のダ
イオードのアノードを上記電源の高圧側に接続する第3
トランジスタを備え、最下段のダイオードのカソードが
上記コンデンサの他方の端子に接続されたダイオードユ
ニットと、上記コンデンサの他方の端子を電源の高圧側
に接続する第4トランジスタと、出力端子と、上記コン
デンサの一方の端子と当該出力端子とを接続する第5ト
ランジスタと、最初に第1トランジスタおよび第2トラ
ンジスタをオン動作させ、次に第1トランジスタおよび
第3トランジスタをオン動作させ、最後に第4トランジ
スタおよび第5トランジスタをオン動作させる制御回路
とを備えるものである。
The booster according to the present invention comprises a capacitor, a first transistor connecting one terminal of the capacitor to a high voltage side of a power supply, and a second transistor connecting the other terminal of the capacitor to a low voltage side of the power supply. A third diode connecting one or more series-connected diodes and the anode of the uppermost diode to the high voltage side of the power supply;
A diode unit having a transistor, the cathode of the lowermost diode being connected to the other terminal of the capacitor; a fourth transistor connecting the other terminal of the capacitor to the high voltage side of the power supply; an output terminal; A fifth transistor connecting one terminal of the first transistor to the output terminal; first, the first transistor and the second transistor are turned on, then the first transistor and the third transistor are turned on, and finally, the fourth transistor is turned on. And a control circuit for turning on the fifth transistor.

【0011】この発明に係る昇圧装置は、ダイオードユ
ニットは最下段のダイオード以外のダイオードのアノー
ドを電源の高圧側に接続する第6トランジスタを備え、
制御回路が、出力電圧に応じて第3トランジスタおよび
当該第6トランジスタのうちの一方を選択してオン動作
させるものである。
In the booster according to the present invention, the diode unit includes a sixth transistor for connecting an anode of a diode other than the lowermost diode to a high voltage side of the power supply,
A control circuit selects one of the third transistor and the sixth transistor in accordance with the output voltage and turns on the third transistor.

【0012】この発明に係る昇圧装置は、第1トランジ
スタのバックゲートを電源の高圧側に接続する第1バッ
クゲートトランジスタと、第5トランジスタのバックゲ
ートを電源の高圧側に接続する第2バックゲートトラン
ジスタとを設け、制御回路が、第4トランジスタおよび
第5トランジスタをオン動作させる場合には当該第1バ
ックゲートトランジスタおよび第2バックゲートトラン
ジスタをオフ動作させるものである。
The booster according to the present invention comprises a first back gate transistor connecting the back gate of the first transistor to the high voltage side of the power supply, and a second back gate connecting the back gate of the fifth transistor to the high voltage side of the power supply. A transistor, and when the control circuit turns on the fourth transistor and the fifth transistor, the control circuit turns off the first back gate transistor and the second back gate transistor.

【0013】この発明に係る昇圧装置は、出力端子を電
源の高圧側に接続する第7トランジスタと、当該出力端
子を電源の低圧側に接続する第8トランジスタとを設
け、制御回路が、第5トランジスタをオン動作させない
場合には、当該第7トランジスタあるいは第8トランジ
スタをオン動作させるものである。
A booster according to the present invention is provided with a seventh transistor for connecting an output terminal to a high voltage side of a power supply and an eighth transistor for connecting the output terminal to a low voltage side of the power supply. When the transistor is not turned on, the seventh transistor or the eighth transistor is turned on.

【0014】この発明に係る昇圧装置は、第7トランジ
スタのバックゲートを電源の高圧側に接続する第3バッ
クゲートトランジスタを設け、制御回路が、第4トラン
ジスタおよび第5トランジスタをオン動作させる場合に
は当該第3バックゲートトランジスタをオフ動作させる
ものである。
The booster according to the present invention includes a third back gate transistor connecting the back gate of the seventh transistor to the high voltage side of the power supply, and the control circuit turns on the fourth transistor and the fifth transistor. Turns off the third back gate transistor.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1による昇
圧装置の構成を示す回路図である。同回路はMOS構造
のトランジスタを集積化した半導体集積回路の一部とし
て構成されるものである。図において、1は半導体集積
回路の図示外の電源の高圧側に接続される高圧側電源ラ
イン、2は当該電源の低圧側に接続されるグランドライ
ン、3は一般的に上記高圧側電源ライン1と接続される
昇圧基準電圧ライン、4はコンデンサ、5はコンデンサ
4の一方の端子Aと昇圧基準電圧ライン3とを接続する
PchMOSトランジスタ(第1トランジスタ、充電手
段、放電手段)、6はコンデンサ4の他方の端子Bと低
圧側電源ライン2とを接続するNchMOSトランジス
タ(第2トランジスタ、充電手段)、7はカソードがコ
ンデンサ4の他方の端子Bに接続されたダイオード(ダ
イオード、放電手段)、8はこのダイオード7のアノー
ドにカソードが接続されたダイオード(ダイオード、放
電手段)、9はダイオード8のアノードと昇圧基準電圧
ライン3とを接続するPchMOSトランジスタ(第3
トランジスタ、放電手段)、10はダイオード7のアノ
ードと昇圧基準電圧ライン3とを接続するPchMOS
トランジスタ(第6トランジスタ、放電手段)、11は
昇圧基準電圧ライン3とコンデンサ4の他方の端子Bと
を接続するPchMOSトランジスタ(第4トランジス
タ、出力手段)、12は出力端子、13はコンデンサ4
の一方の端子Aと出力端子12とを接続するPchMO
Sトランジスタ(第5トランジスタ、出力手段)であ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below. Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a booster according to Embodiment 1 of the present invention. This circuit is configured as a part of a semiconductor integrated circuit in which MOS transistors are integrated. In the figure, reference numeral 1 denotes a high-voltage power supply line connected to a high-voltage side of a power supply (not shown) of a semiconductor integrated circuit; 2, a ground line connected to a low-voltage side of the power supply; Reference numeral 4 is a capacitor connected to the booster reference voltage line, 4 is a PchMOS transistor (first transistor, charging means, discharging means) connecting one terminal A of the capacitor 4 and the booster reference voltage line 3, and 6 is a capacitor 4 N-channel MOS transistor (second transistor, charging means) for connecting the other terminal B to the low-voltage side power supply line 2; 7, a diode (diode, discharging means) having a cathode connected to the other terminal B of the capacitor 4; Is a diode (diode, discharging means) having a cathode connected to the anode of the diode 7; PchMOS transistor (third connecting the reference voltage line 3
Transistor, discharging means), 10 are PchMOS connecting the anode of the diode 7 and the boosted reference voltage line 3
A transistor (sixth transistor, discharging means), 11 is a PchMOS transistor (fourth transistor, output means) connecting the boosted reference voltage line 3 and the other terminal B of the capacitor 4, 12 is an output terminal, and 13 is a capacitor 4
PchMO connecting one terminal A of the
This is an S transistor (fifth transistor, output means).

【0016】14は出力端子12と高圧側電源ライン1
とを接続するPchMOSトランジスタ(第7トランジ
スタ)、15は出力端子12とグランドライン2とを接
続するNchMOSトランジスタ(第8トランジスタ)
である。
Reference numeral 14 denotes an output terminal 12 and a high voltage side power supply line 1.
PchMOS transistor (seventh transistor) connecting the output terminal 12 and an NchMOS transistor (eighth transistor) connecting the output terminal 12 and the ground line 2
It is.

【0017】16はPchMOSトランジスタ5のバッ
クゲートと昇圧基準電圧ライン3との間に配設されたP
chMOSトランジスタ(第1バックゲートトランジス
タ)、17はPchMOSトランジスタ13のバックゲ
ートと高圧側電源ライン1との間に配設されたPchM
OSトランジスタ(第2バックゲートトランジスタ)、
18はPchMOSトランジスタ14のバックゲートと
高圧側電源ライン1との間に配設されたPchMOSト
ランジスタ(第3バックゲートトランジスタ)である。
Reference numeral 16 denotes a P disposed between the back gate of the Pch MOS transistor 5 and the boosted reference voltage line 3.
A chMOS transistor (first back gate transistor) 17 is a PchM transistor 17 provided between the back gate of the PchMOS transistor 13 and the high-voltage power supply line 1.
An OS transistor (second back gate transistor),
Reference numeral 18 denotes a PchMOS transistor (third backgate transistor) provided between the back gate of the PchMOS transistor 14 and the high-voltage power supply line 1.

【0018】また、19はこれら11個のMOSトラン
ジスタ5,6,9,・・・,11,13,・・・,18
のゲート電圧を制御する制御回路である。
Reference numeral 19 denotes these 11 MOS transistors 5, 6, 9,..., 11, 13,.
Is a control circuit for controlling the gate voltage of the gate.

【0019】図2はこの発明の実施の形態1による半導
体集積回路のPchMOSトランジスタの構造および電
気的な接続関係を示す断面図である。同図(a)は通常
のPchMOSトランジスタ、同図(b)は上記Pch
MOSトランジスタ5、PchMOSトランジスタ13
およびPchMOSトランジスタ14である。これらの
図において、20はP(−)半導体基板、21はこのP
(−)半導体基板20内に形成されてバックゲートとな
るN(−)ウェル(バックゲート)、22はこのN
(−)ウェル21内に形成されたP(+)半導体層、2
3はこのN(−)ウェル21内においてP(+)半導体
層22とは離間して形成されたP(+)半導体層、24
はP(+)半導体層22とP(+)半導体層23との間
においてP(−)半導体基板20上に積層されたゲート
絶縁層、25はこのゲート絶縁層24上に積層されたゲ
ート電極、26はP(+)半導体層22上に積層された
ソース電極、27はP(+)半導体層23上に積層され
たドレイン電極、28はN(−)ウェル21と高圧側電
源ライン1とを接続するバックゲートトランジスタであ
る。なお、P(−)半導体基板20はグランドレベルに
接地され、一般的なPchMOSトランジスタにおいて
はN(−)ウェル21は直接高圧側電源ラインに接続さ
れている。
FIG. 2 is a sectional view showing a structure and an electrical connection relationship of a PchMOS transistor of the semiconductor integrated circuit according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1A shows a normal Pch MOS transistor, and FIG. 1B shows the Pch MOS transistor.
MOS transistor 5, PchMOS transistor 13
And a PchMOS transistor 14. In these figures, reference numeral 20 denotes a P (-) semiconductor substrate, and reference numeral 21 denotes this P (-) semiconductor substrate.
(−) N (−) well (back gate) formed in the semiconductor substrate 20 to be a back gate, 22
(−) P (+) semiconductor layer formed in well 21, 2
Reference numeral 3 denotes a P (+) semiconductor layer formed in the N (-) well 21 so as to be separated from the P (+) semiconductor layer 22;
Is a gate insulating layer laminated on the P (-) semiconductor substrate 20 between the P (+) semiconductor layer 22 and the P (+) semiconductor layer 23, and 25 is a gate electrode laminated on the gate insulating layer 24. , 26 are source electrodes laminated on the P (+) semiconductor layer 22, 27 is a drain electrode laminated on the P (+) semiconductor layer 23, 28 is the N (-) well 21 and the high voltage side power supply line 1, Is a back gate transistor. Incidentally, the P (-) semiconductor substrate 20 is grounded to the ground level, and the N (-) well 21 is directly connected to the high voltage side power supply line in a general PchMOS transistor.

【0020】そして、同図(b)では、バックゲートト
ランジスタ28がオン状態にあれば、通常のPchMO
Sトランジスタと同様にN(−)ウェル21が高圧側電
源ライン1に接続されるので、ゲート電極25への印加
電圧に応じてP(+)半導体層22とP(+)半導体層
23との間に反転領域が形成されてソース電極26とド
レイン電極27との間に電流が流れる。
In FIG. 2B, if the back gate transistor 28 is in the ON state, the normal PchMO
Since the N (−) well 21 is connected to the high voltage side power supply line 1 like the S transistor, the P (+) semiconductor layer 22 and the P (+) semiconductor layer 23 are connected according to the voltage applied to the gate electrode 25. An inversion region is formed therebetween, and a current flows between the source electrode 26 and the drain electrode 27.

【0021】次に動作について説明する。バックゲート
トランジスタ28として設けられたPchMOSトラン
ジスタ16、PchMOSトランジスタ17およびPc
hMOSトランジスタ18をオン状態に制御して、Pc
hMOSトランジスタ5、PchMOSトランジスタ1
3およびPchMOSトランジスタ14を通常のPch
MOSトランジスタと同様に動作可能な状態に設定した
上で、制御回路19は、まず最初に、PchMOSトラ
ンジスタ5およびNchMOSトランジスタ6をオン動
作させる。これにより、コンデンサ4の両端には昇圧基
準電圧ライン3の電圧とグランドライン2の電圧とが印
加され、コンデンサ4は上記一方の端子A側がプラス側
となるように当該電圧差まで充電される(以上、充電処
理)。
Next, the operation will be described. PchMOS transistor 16, PchMOS transistor 17, and Pc provided as back gate transistor 28
By controlling the hMOS transistor 18 to the on state, Pc
hMOS transistor 5, PchMOS transistor 1
3 and the Pch MOS transistor 14 are replaced with a normal Pch
The control circuit 19 first sets the PchMOS transistor 5 and the NchMOS transistor 6 to the ON state after setting the operation state similar to the MOS transistor. As a result, the voltage of the boost reference voltage line 3 and the voltage of the ground line 2 are applied to both ends of the capacitor 4, and the capacitor 4 is charged up to the voltage difference such that the one terminal A is on the positive side ( This is the charging process).

【0022】次に、制御回路19は、NchMOSトラ
ンジスタ6をオフ動作するとともに、PchMOSトラ
ンジスタ9あるいはPchMOSトランジスタ10のい
ずれか一方をオン動作させる。PchMOSトランジス
タ9をオン動作させた場合には、昇圧基準電圧ライン3
とコンデンサ4の他方の端子Bとの間には2つのダイオ
ード7,8が直列に接続された接続状態が形成されるの
で、コンデンサ4の充電電圧はこの2つのダイオード
7,8の閾値の和の電圧にまで低下する。また、Pch
MOSトランジスタ10をオン動作させた場合には、昇
圧基準電圧ライン3とコンデンサ4の他方の端子Bとの
間に1つのダイオード7が直列に接続された接続状態が
形成されるので、コンデンサ4の充電電圧はこの1つの
ダイオード7の閾値の電圧にまで低下する(以上、放電
処理)。
Next, the control circuit 19 turns off the NchMOS transistor 6 and turns on one of the PchMOS transistor 9 and the PchMOS transistor 10. When the PchMOS transistor 9 is turned on, the boost reference voltage line 3
A connection state in which two diodes 7 and 8 are connected in series is formed between the capacitor 4 and the other terminal B of the capacitor 4, so that the charging voltage of the capacitor 4 is equal to the sum of the threshold values of the two diodes 7 and 8. Voltage. Also, Pch
When the MOS transistor 10 is turned on, a connection state in which one diode 7 is connected in series between the boosted reference voltage line 3 and the other terminal B of the capacitor 4 is formed. The charging voltage decreases to the threshold voltage of the one diode 7 (discharge processing).

【0023】最後に、制御回路19は、PchMOSト
ランジスタ5、PchMOSトランジスタ9、PchM
OSトランジスタ10をオフ動作するとともに、Pch
MOSトランジスタ11およびPchMOSトランジス
タ13をオン動作させる。これにより、上記ダイオード
7,8の閾値の整数倍(ここでは1倍あるいは2倍)の
電圧に充電されたコンデンサ4は、その低圧側端子Bが
昇圧基準電源ライン3に接続されるとともに、高圧側端
子Aが出力端子12に接続され、昇圧基準電源ライン3
の電圧にコンデンサ4の当該充電電圧を加算した電圧が
出力端子12に印加される。
Finally, the control circuit 19 includes a PchMOS transistor 5, a PchMOS transistor 9, a PchM
The OS transistor 10 is turned off and the Pch
The MOS transistor 11 and the PchMOS transistor 13 are turned on. As a result, the capacitor 4 charged to an integral multiple (here, 1 or 2 times) of the threshold value of the diodes 7 and 8 has its low-voltage side terminal B connected to the boost reference power supply line 3 and The side terminal A is connected to the output terminal 12 and the boost reference power supply line 3
Is applied to the output terminal 12.

【0024】また、この時、制御回路19はPchMO
Sトランジスタ16、PchMOSトランジスタ17お
よびPchMOSトランジスタ18をオフ動作させる。
これによりPchMOSトランジスタ5、PchMOS
トランジスタ13およびPchMOSトランジスタ14
のバックゲート(N(−)ウェル21)の電圧よりも上
記出力端子12の電圧の方が電圧が高い状態となってし
まっているが、このバックゲート(N(−)ウェル2
1)を電気的に絶縁された状態とすることができ、これ
らのトランジスタ5,13,14においてゲート電極2
5からバックゲート(N(−)ウェル21)に対して電
流が流れてしまうことはない(以上、出力処理)。
At this time, the control circuit 19 controls the PchMO
The S transistor 16, PchMOS transistor 17, and PchMOS transistor 18 are turned off.
Thereby, the PchMOS transistor 5, the PchMOS
Transistor 13 and PchMOS transistor 14
The voltage of the output terminal 12 is higher than the voltage of the back gate (N (−) well 21).
1) can be in an electrically insulated state. In these transistors 5, 13, and 14, the gate electrode 2
No current flows from the back gate 5 to the back gate (N (−) well 21) (output processing).

【0025】なお、制御回路19は、PchMOSトラ
ンジスタ14をオン動作させて出力端子12から高圧側
電源ライン1の電圧を出力させたり、NchMOSトラ
ンジスタ15をオン動作させて出力端子12からグラン
ドライン2の電圧を出力させることもでき、これら3種
類の電圧を切り替えて出力端子12に接続された各種の
制御を実施することができる。
The control circuit 19 turns on the PchMOS transistor 14 to output the voltage of the high-voltage power supply line 1 from the output terminal 12, or turns on the NchMOS transistor 15 to turn on the ground line 2 from the output terminal 12. A voltage can be output, and these three types of voltages can be switched to perform various controls connected to the output terminal 12.

【0026】図3はこのような昇圧装置を好適に適用す
ることができるトランスミッションゲートの構成を示す
回路図である。図において、29はNchMOSトラン
ジスタ、30はNchMOSトランジスタ29とソース
およびドレイン同士が接続されるPchMOSトランジ
スタ、31は当該ソースが接続される入出力端子、32
は上記ドレインが接続される入出力端子である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a transmission gate to which such a booster can be suitably applied. In the figure, 29 is an NchMOS transistor, 30 is a PchMOS transistor whose source and drain are connected to the NchMOS transistor 29, 31 is an input / output terminal to which the source is connected, 32
Is an input / output terminal to which the drain is connected.

【0027】例えば十分な電源電圧が確保できる場合に
は、高圧側電源ライン1の電圧とグランドライン2の電
圧との間で電圧を切り替えてこれら2つのトランジスタ
29,30のゲート電圧を入れ替えることで、入出力端
子31,32の電圧がどのような電圧であったとしても
少なくとも一方のトランジスタ29,30を完全にオン
動作させて一方から他方へ電圧を伝達させることができ
る。
For example, if a sufficient power supply voltage can be secured, the voltage is switched between the voltage of the high-voltage power supply line 1 and the voltage of the ground line 2 to exchange the gate voltages of these two transistors 29 and 30. Regardless of the voltage of the input / output terminals 31, 32, at least one of the transistors 29, 30 can be completely turned on to transmit the voltage from one to the other.

【0028】また、十分な電圧が確保できないような場
合であっても、昇圧基準電源ライン2の電圧に当該コン
デンサ4の充電電圧を加算した昇圧電圧とグランドライ
ン3の電圧との間で電圧を切り替えてこれら2つのトラ
ンジスタ29,30のゲート電圧を入れ替えることで、
入出力端子31,32の電圧がどのような電圧であった
としても少なくとも一方のトランジスタ29,30を完
全にオン動作させて一方から他方へ電圧を伝達させるこ
とができる。
Further, even in the case where a sufficient voltage cannot be secured, the voltage between the boosted voltage obtained by adding the charging voltage of the capacitor 4 to the voltage of the boosted reference power supply line 2 and the voltage of the ground line 3 is obtained. By switching and exchanging the gate voltages of these two transistors 29 and 30,
Whatever the voltage of the input / output terminals 31, 32, at least one of the transistors 29, 30 can be completely turned on to transmit the voltage from one to the other.

【0029】なお、コンデンサ4の充電電圧はダイオー
ド2つ分以下の電圧に制限されているので、トランスミ
ッションゲートのトランジスタ29,30などにおいて
耐圧不足などを生ずる電圧レベルは従来のものよりも格
段に高い電圧とすることができ、その分許容される電源
電圧範囲を拡大することができ、半導体集積回路の許容
電源電圧範囲としても十分な範囲を確保することができ
る。
Since the charging voltage of the capacitor 4 is limited to a voltage equal to or less than two diodes, the voltage level at which the transistors 29 and 30 of the transmission gate cause insufficient withstand voltage is much higher than the conventional one. The power supply voltage range can be expanded accordingly, and the allowable power supply voltage range can be expanded accordingly, and a sufficient range can be secured as the allowable power supply voltage range of the semiconductor integrated circuit.

【0030】以上のように、昇圧装置を用いない半導体
集積回路では、トランスミッションゲートの制御に必要
な電圧を確保できる範囲内でしか最低電源電圧の低減化
を図ることができなかったが、この実施の形態1によれ
ば、このような回路に制限されること無く最低電源電圧
の低減化を図ることができ、従来にない低電圧駆動の半
導体集積回路を実現すことができる効果が得られる。
As described above, in a semiconductor integrated circuit that does not use a booster, the minimum power supply voltage can be reduced only within a range in which a voltage necessary for controlling a transmission gate can be secured. According to the first embodiment, it is possible to reduce the minimum power supply voltage without being limited to such a circuit, and to obtain an effect of realizing a semiconductor integrated circuit driven at a lower voltage than ever before.

【0031】しかも、コンデンサ4に充電される充電電
圧はその充電に用いる電源電圧にかかわらずダイオード
7,8の閾値2つ分に制限しているので、半導体集積回
路の電源を用いてコンデンサ4を充電しているにもかか
わらず安定した昇圧電圧を発生させることができる。し
かも、半導体集積回路の電源を用いることができるの
で、コンデンサ4のスペックを特定することもでき、こ
のコンデンサ4をスイッチング用のトランジスタ5,
6,9,・・・,11,13などとともに半導体集積回
路内に配設し、使用部品数や外部接続端子数を大幅に削
減することができる効果が得られる。
Moreover, the charging voltage charged in the capacitor 4 is limited to two thresholds of the diodes 7 and 8 regardless of the power supply voltage used for the charging. A stable boosted voltage can be generated despite charging. In addition, since the power supply of the semiconductor integrated circuit can be used, the specifications of the capacitor 4 can be specified.
Arranged in the semiconductor integrated circuit together with 6, 9,..., 11, 13 and the like, the effect of greatly reducing the number of parts used and the number of external connection terminals can be obtained.

【0032】次に、コンデンサ4の充電電圧を一定の電
圧にするためにダイオード7,8を用いているので、昇
圧電圧は電源の電圧変動の影響を受け難くなり、その
分、出力電圧の電圧マージンを減らしてより一層、上記
耐圧不足などを生じにくくして使用可能電源電圧範囲を
確保することができる効果が得られる。
Next, since the diodes 7 and 8 are used to keep the charging voltage of the capacitor 4 constant, the boosted voltage is less affected by the voltage fluctuation of the power supply, and the voltage of the output voltage is accordingly reduced. The effect is obtained that the margin can be reduced and the above-mentioned shortage of withstand voltage can be further reduced, and the usable power supply voltage range can be secured.

【0033】更に、ダイオード7,8の段数を切り替え
ることで昇圧電圧の大きさを切り替えることができるの
で、電源の高電圧時におけるトランスミッションゲート
の耐圧不足が生じることなどを抑制しつつ、電源の低電
圧時のトランスミッションゲートのドライブ能力低下を
防止することができ、利用可能な電源電圧範囲を更に拡
大することができる効果が得られる。
Further, since the magnitude of the boosted voltage can be switched by switching the number of stages of the diodes 7 and 8, it is possible to suppress the occurrence of insufficient withstand voltage of the transmission gate when the power supply is at a high voltage and to reduce the power supply voltage. It is possible to prevent the drive capability of the transmission gate from being lowered at the time of voltage, and to obtain an effect that the usable power supply voltage range can be further expanded.

【0034】最後に、PchMOSトランジスタ5、P
chMOSトランジスタ13およびPchMOSトラン
ジスタ14のバックゲートと昇圧基準電源ライン3や高
圧側電源ライン1との間にバックゲートトランジスタ1
6,・・・,18を設け、制御回路19は、PchMO
Sトランジスタ11およびPchMOSトランジスタ1
3をオン動作させる場合には当該バックゲートトランジ
スタ16,・・・,18をオフ動作させるので、昇圧電
圧が高圧側電源ライン1よりも高く、これらのトランジ
スタ5,13,14のドレイン−バックゲート間の寄生
ダイオードの閾値を超えている場合であっても、そのド
レイン−バックゲート間に電流が逆に流れてしまうこと
を防止することができ、ひいてはこのような半導体集積
回路内の充電電荷量が小さいコンデンサ4を用いつつ
も、トランスミッションゲートの各トランジスタ29,
30に対して安定したゲート電圧を供給することができ
る効果が得られる。
Finally, the PchMOS transistors 5, P
A back gate transistor 1 is connected between the back gates of the chMOS transistor 13 and the PchMOS transistor 14 and the boost reference power supply line 3 or the high-voltage power supply line 1.
, 18 are provided, and the control circuit 19 is a PchMO
S transistor 11 and PchMOS transistor 1
3 is turned on, the back gate transistors 16,..., 18 are turned off, so that the boosted voltage is higher than the high voltage side power supply line 1, and the drain-back gate of these transistors 5, 13, 14 Even if the threshold value of the parasitic diode between them exceeds the threshold, it is possible to prevent the current from flowing backward between the drain and the back gate, and thus the amount of charge in such a semiconductor integrated circuit. , The transistors 29,
30 can be supplied with a stable gate voltage.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、コン
デンサに蓄積した蓄積電圧を用いて電源電圧よりも電圧
が大きい昇圧電圧を出力端子から出力する昇圧装置にお
いて、このコンデンサの両端子を電源に接続して充電す
る充電手段と、充電後のコンデンサの両端子を電気的に
接続して放電させる放電手段と、放電後のコンデンサの
低圧側端子を上記電源に接続するとともに、高圧側端子
を出力端子に接続する出力手段とを備えるので、コンデ
ンサの蓄積電圧を放電により低下させ、これを用いて昇
圧電圧を出力することができる。
As described above, according to the present invention, in a booster that outputs a boosted voltage having a voltage higher than a power supply voltage from an output terminal by using a stored voltage stored in a capacitor, both terminals of the capacitor are connected. Charging means for charging by connecting to a power supply; discharging means for electrically connecting both terminals of the charged capacitor to discharge; connecting a low-voltage terminal of the discharged capacitor to the power supply; And output means for connecting the output terminal to the output terminal, so that the accumulated voltage of the capacitor can be reduced by discharging, and a boosted voltage can be output using this.

【0036】従って、電源電圧が高い場合にこの昇圧電
圧をトランスミッションゲートの各トランジスタに供給
したとしても、その耐圧不足が生じてしまうことはな
く、しかも、電源電圧が低い場合にはその不足分をコン
デンサの蓄積電圧で補ってトランスミッションゲートの
ドライブ能力低下を防止することができる効果がある。
Therefore, even if this boosted voltage is supplied to each transistor of the transmission gate when the power supply voltage is high, the shortage of the withstand voltage does not occur, and when the power supply voltage is low, the shortage is reduced. There is an effect that the drive capability of the transmission gate can be prevented from being reduced by supplementing with the storage voltage of the capacitor.

【0037】また、このように電源電圧にかかわらず昇
圧電圧を設定することができるので、電源として半導体
集積回路用のIC電源を用いつつ所望の電圧をコンデン
サに充電することができ、外部電源を接続するための外
部接続端子を削減することができる効果がある。これと
同時に、半導体集積回路用のIC電源を用いるようにし
た場合、コンデンサに必要な耐圧などの基本的なスペッ
クを特定することができるので、このチャージポンプ用
のコンデンサをも半導体集積回路内で形成して、その分
更に、外付け部品数や外部接続端子数を削減することが
できる効果がある。
Further, since the boosted voltage can be set irrespective of the power supply voltage, a desired voltage can be charged to the capacitor while using the IC power supply for the semiconductor integrated circuit as the power supply, and the external power supply can be set. There is an effect that external connection terminals for connection can be reduced. At the same time, if an IC power supply for a semiconductor integrated circuit is used, the basic specifications such as the withstand voltage required for the capacitor can be specified. By forming, the number of external parts and the number of external connection terminals can be further reduced.

【0038】この発明によれば、コンデンサと、上記コ
ンデンサの一方の端子を電源の高圧側に接続する第1ト
ランジスタと、上記コンデンサの他方の端子を電源の低
圧側に接続する第2トランジスタと、1乃至複数の直列
接続されたダイオードおよびその最上段のダイオードの
アノードを上記電源の高圧側に接続する第3トランジス
タを備え、最下段のダイオードのカソードが上記コンデ
ンサの他方の端子に接続されたダイオードユニットと、
上記コンデンサの他方の端子を電源の高圧側に接続する
第4トランジスタと、出力端子と、上記コンデンサの一
方の端子と当該出力端子とを接続する第5トランジスタ
と、最初に第1トランジスタおよび第2トランジスタを
オン動作させ、次に第1トランジスタおよび第3トラン
ジスタをオン動作させ、最後に第4トランジスタおよび
第5トランジスタをオン動作させる制御回路とを備える
ので、上記ダイオードユニットによりコンデンサの蓄積
電圧を略一定の電圧にまで放電し、これを用いて昇圧電
圧を出力することができる。
According to the present invention, a capacitor, a first transistor for connecting one terminal of the capacitor to the high voltage side of the power supply, and a second transistor for connecting the other terminal of the capacitor to the low voltage side of the power supply, A diode having one or more series-connected diodes and a third transistor connecting the anode of the uppermost diode to the high voltage side of the power supply, the cathode of the lowermost diode being connected to the other terminal of the capacitor; Unit and
A fourth transistor for connecting the other terminal of the capacitor to the high voltage side of the power supply; an output terminal; a fifth transistor for connecting one terminal of the capacitor to the output terminal; And a control circuit for turning on the transistors, then turning on the first and third transistors, and finally turning on the fourth and fifth transistors. It discharges to a certain voltage, and can use this to output a boosted voltage.

【0039】従って、電源電圧が高い場合にこの昇圧電
圧をトランスミッションゲートの各トランジスタに供給
したとしても、その耐圧不足が生じてしまうことはな
く、しかも、電源電圧が低い場合にはその不足分をコン
デンサの蓄積電圧で補ってトランスミッションゲートの
ドライブ能力低下を防止することができる効果がある。
特に、1乃至複数の直列接続されたダイオードでコンデ
ンサの充電電圧を安定化させているので、昇圧電圧は電
源の電圧変動の影響を受け難く、その分、この変動マー
ジンを削減してより一層の低電圧化、電源許容範囲の拡
大などの効果がある。
Therefore, even if the boosted voltage is supplied to each transistor of the transmission gate when the power supply voltage is high, the shortage of the breakdown voltage does not occur, and when the power supply voltage is low, the shortage is reduced. There is an effect that the drive capability of the transmission gate can be prevented from being reduced by supplementing with the storage voltage of the capacitor.
In particular, since the charging voltage of the capacitor is stabilized by one or a plurality of series-connected diodes, the boosted voltage is hardly affected by the voltage fluctuation of the power supply. This has the effect of lowering the voltage and expanding the allowable range of the power supply.

【0040】また、このように電源電圧にかかわらず昇
圧電圧を設定することができるので、電源として半導体
集積回路用のIC電源を用いつつ所望の電圧をコンデン
サに充電することができ、外部電源を接続するための外
部接続端子を削減することができる効果がある。これと
同時に、半導体集積回路用のIC電源を用いるようにし
た場合、コンデンサに必要な耐圧などの基本的なスペッ
クを特定することができるので、このチャージポンプ用
のコンデンサをも半導体集積回路内で形成して、その分
更に、外付け部品数や外部接続端子数を削減することが
できる効果がある。
In addition, since the boosted voltage can be set regardless of the power supply voltage, the capacitor can be charged with a desired voltage while using an IC power supply for a semiconductor integrated circuit as a power supply, and an external power supply can be used. There is an effect that external connection terminals for connection can be reduced. At the same time, if an IC power supply for a semiconductor integrated circuit is used, the basic specifications such as the withstand voltage required for the capacitor can be specified. By forming, the number of external parts and the number of external connection terminals can be further reduced.

【0041】この発明によれば、ダイオードユニットは
最下段のダイオード以外のダイオードのアノードを電源
の高圧側に接続する第6トランジスタを備え、制御回路
が、出力電圧に応じて第3トランジスタおよび当該第6
トランジスタのうちの一方を選択してオン動作させるの
で、例えば半導体集積回路の電源電圧が高い場合には第
6トランジスタをオン動作させて昇圧電圧を抑え、逆に
半導体集積回路の電源電圧が低い場合には第3トランジ
スタをオン動作させて昇圧電圧を拡大し、これによりト
ランスミッションゲートにおけるトランジスタの耐圧不
足を防止しつつ、低電圧時におけるトランスミッション
ゲートのドライブ能力低下を防止することができ、より
一層の電源電圧許容範囲を拡大することができる効果が
ある。
According to the present invention, the diode unit includes the sixth transistor for connecting the anodes of the diodes other than the lowermost diode to the high voltage side of the power supply, and the control circuit controls the third transistor and the third transistor in accordance with the output voltage. 6
One of the transistors is selected to be turned on. For example, when the power supply voltage of the semiconductor integrated circuit is high, the sixth transistor is turned on to suppress the boosted voltage, and conversely, when the power supply voltage of the semiconductor integrated circuit is low. In this case, the third transistor is turned on to increase the boosted voltage, thereby preventing shortage of the transistor's withstand voltage at the transmission gate and preventing the drive capability of the transmission gate from decreasing at low voltage. There is an effect that the power supply voltage allowable range can be expanded.

【0042】この発明によれば、第1トランジスタのバ
ックゲートを電源の高圧側に接続する第1バックゲート
トランジスタと、第5トランジスタのバックゲートを電
源の高圧側に接続する第2バックゲートトランジスタと
を設け、制御回路が、第4トランジスタおよび第5トラ
ンジスタをオン動作させる場合には当該第1バックゲー
トトランジスタおよび第2バックゲートトランジスタを
オフ動作させるので、出力端子に電源の高圧側よりも高
い電圧が印加するように構成しているにもかかわらず、
これらのトランジスタのドレイン−バックゲート間に電
流が流れてしまうことを防止することができる。従っ
て、コンデンサとして半導体集積回路内の容量が小さい
ものを使用したとしても、出力電圧を安定化させること
ができる効果がある。
According to the present invention, the first back gate transistor connecting the back gate of the first transistor to the high voltage side of the power supply, and the second back gate transistor connecting the back gate of the fifth transistor to the high voltage side of the power supply And when the control circuit turns on the fourth transistor and the fifth transistor, the first back gate transistor and the second back gate transistor are turned off. Therefore, a voltage higher than the high voltage side of the power supply is applied to the output terminal. Is configured to apply
It is possible to prevent a current from flowing between the drain and the back gate of these transistors. Therefore, even if a capacitor having a small capacity in the semiconductor integrated circuit is used as the capacitor, there is an effect that the output voltage can be stabilized.

【0043】この発明によれば、出力端子を電源の高圧
側に接続する第7トランジスタと、当該出力端子を電源
の低圧側に接続する第8トランジスタとを設け、制御回
路が、第5トランジスタをオン動作させない場合には、
当該第7トランジスタあるいは第8トランジスタをオン
動作させるので、昇圧された電圧以外の電圧をも出力す
ることができ、これによりトランスミッションゲートに
用いるトランジスタなどを確実にオン/オフ動作させる
ことができる効果がある。
According to the present invention, the seventh transistor for connecting the output terminal to the high voltage side of the power supply and the eighth transistor for connecting the output terminal to the low voltage side of the power supply are provided. If you do not want to turn on
Since the seventh transistor or the eighth transistor is turned on, it is possible to output a voltage other than the boosted voltage, whereby the transistor used for the transmission gate can be turned on / off reliably. is there.

【0044】この発明によれば、第7トランジスタのバ
ックゲートを電源の高圧側に接続する第3バックゲート
トランジスタを設け、制御回路が、第4トランジスタお
よび第5トランジスタをオン動作させる場合には当該第
3バックゲートトランジスタをオフ動作させるので、出
力端子に電源の高圧側よりも高い電圧が印加するように
構成しているにもかかわらず、これらのトランジスタの
ドレイン−バックゲート間に電流が流れてしまうことを
防止することができる。従って、コンデンサとして半導
体集積回路内の容量が小さいものを使用したとしても、
出力電圧を安定化させることができる効果がある。
According to the present invention, the third back gate transistor that connects the back gate of the seventh transistor to the high voltage side of the power supply is provided, and when the control circuit turns on the fourth transistor and the fifth transistor, the third back gate transistor is turned on. Since the third back gate transistor is turned off, a current flows between the drain and the back gate of these transistors despite the fact that a voltage higher than the high voltage side of the power supply is applied to the output terminal. Can be prevented. Therefore, even if a capacitor with a small capacity in a semiconductor integrated circuit is used as a capacitor,
There is an effect that the output voltage can be stabilized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1による昇圧装置の構
成を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a booster according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の実施の形態1による半導体集積回
路のPchMOSトランジスタの構造および電気的な接
続関係を示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing a structure and an electrical connection relationship of a PchMOS transistor of the semiconductor integrated circuit according to the first embodiment of the present invention;

【図3】 このような昇圧装置を好適に適用することが
できるトランスミッションゲートの構成を示す回路図で
ある。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a transmission gate to which such a booster can be suitably applied.

【図4】 従来の昇圧装置の構成を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional booster.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 高圧側電源ライン、2 グランドライン、3 昇圧
基準電圧ライン、4コンデンサ、5 PchMOSトラ
ンジスタ(第1トランジスタ、充電手段、放電手段)、
6 NchMOSトランジスタ(第2トランジスタ、充
電手段)、7ダイオード(ダイオード、放電手段)、8
ダイオード(ダイオード、放電手段)、9 PchM
OSトランジスタ(第3トランジスタ、放電手段)、1
0PchMOSトランジスタ(第6トランジスタ、放電
手段)、11 PchMOSトランジスタ(第4トラン
ジスタ、出力手段)、12 出力端子、13 PchM
OSトランジスタ(第5トランジスタ、出力手段)、1
4 PchMOSトランジスタ(第7トランジスタ)、
15 NchMOSトランジスタ(第8トランジス
タ)、16 PchMOSトランジスタ(第1バックゲ
ートトランジスタ)、17 PchMOSトランジスタ
(第2バックゲートトランジスタ)、18PchMOS
トランジスタ(第3バックゲートトランジスタ)、19
制御回路、20 P(−)半導体基板、21 N
(−)ウェル(バックゲート)、22P(+)半導体
層、23 P(+)半導体層、24 ゲート絶縁層、2
5 ゲート電極、26 ソース電極、27 ドレイン電
極、28 バックゲートトランジスタ、29 NchM
OSトランジスタ、30 PchMOSトランジスタ、
31 入出力端子、32 入出力端子。
1 high voltage side power supply line, 2 ground line, 3 boost reference voltage line, 4 capacitor, 5 Pch MOS transistor (first transistor, charging means, discharging means),
6 NchMOS transistor (second transistor, charging means), 7 diode (diode, discharging means), 8
Diode (diode, discharge means), 9 PchM
OS transistor (third transistor, discharging means), 1
0 PchMOS transistor (sixth transistor, discharging means), 11 PchMOS transistor (fourth transistor, output means), 12 output terminals, 13 PchM
OS transistor (fifth transistor, output means), 1
4 PchMOS transistor (seventh transistor),
15 NchMOS transistor (eighth transistor), 16 PchMOS transistor (first backgate transistor), 17 PchMOS transistor (second backgate transistor), 18 PchMOS
Transistor (third back gate transistor), 19
Control circuit, 20 P (-) semiconductor substrate, 21 N
(-) Well (back gate), 22P (+) semiconductor layer, 23P (+) semiconductor layer, 24 gate insulating layer, 2
5 gate electrode, 26 source electrode, 27 drain electrode, 28 back gate transistor, 29 NchM
OS transistor, 30 PchMOS transistor,
31 I / O terminal, 32 I / O terminal.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H420 NA03 NB02 NB25 NE28 5H730 AS04 BB02 DD04 5J056 AA00 BB46 BB52 CC29 DD13 DD28 DD51 DD55 EE03 EE04 KK02  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5H420 NA03 NB02 NB25 NE28 5H730 AS04 BB02 DD04 5J056 AA00 BB46 BB52 CC29 DD13 DD28 DD51 DD55 EE03 EE04 KK02

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 コンデンサに蓄積した蓄積電圧を用いて
電源電圧よりも電圧が大きい昇圧電圧を出力端子から出
力する昇圧装置において、 このコンデンサの両端子を電源に接続して充電する充電
手段と、 充電後のコンデンサの両端子を電気的に接続して放電さ
せる放電手段と、 放電後のコンデンサの低圧側端子を上記電源に接続する
とともに、高圧側端子を出力端子に接続する出力手段と
を備える昇圧装置。
1. A booster for outputting a boosted voltage having a voltage higher than a power supply voltage from an output terminal by using a storage voltage stored in a capacitor, charging means for connecting both terminals of the capacitor to a power supply for charging, Discharge means for electrically connecting both terminals of the charged capacitor to discharge, and output means for connecting the low voltage side terminal of the discharged capacitor to the power supply and connecting the high voltage side terminal to the output terminal. Booster.
【請求項2】 コンデンサと、 上記コンデンサの一方の端子を電源の高圧側に接続する
第1トランジスタと、 上記コンデンサの他方の端子を電源の低圧側に接続する
第2トランジスタと、 1乃至複数の直列接続されたダイオードおよびその最上
段のダイオードのアノードを上記電源の高圧側に接続す
る第3トランジスタを備え、最下段のダイオードのカソ
ードが上記コンデンサの他方の端子に接続されたダイオ
ードユニットと、 上記コンデンサの他方の端子を電源の高圧側に接続する
第4トランジスタと、 出力端子と、 上記コンデンサの一方の端子と当該出力端子とを接続す
る第5トランジスタと、 最初に第1トランジスタおよび第2トランジスタをオン
動作させ、次に第1トランジスタおよび第3トランジス
タをオン動作させ、最後に第4トランジスタおよび第5
トランジスタをオン動作させる制御回路とを備える昇圧
装置。
2. A capacitor, a first transistor for connecting one terminal of the capacitor to the high voltage side of the power supply, a second transistor for connecting the other terminal of the capacitor to the low voltage side of the power supply, A diode unit including a series-connected diode and a third transistor for connecting an anode of the uppermost diode to the high voltage side of the power supply, and a cathode of a lowermost diode connected to the other terminal of the capacitor; A fourth transistor for connecting the other terminal of the capacitor to the high voltage side of the power supply; an output terminal; a fifth transistor for connecting one terminal of the capacitor to the output terminal; first and second transistors first Is turned on, then the first transistor and the third transistor are turned on, and finally 4 transistor and the fifth
And a control circuit for turning on the transistor.
【請求項3】 ダイオードユニットは最下段のダイオー
ド以外のダイオードのアノードを電源の高圧側に接続す
る第6トランジスタを備え、 制御回路は、出力電圧に応じて第3トランジスタおよび
当該第6トランジスタのうちの一方を選択してオン動作
させることを特徴とする請求項2記載の昇圧装置。
3. The diode unit includes a sixth transistor that connects an anode of a diode other than the lowermost diode to a high voltage side of a power supply, and the control circuit controls the third transistor and the sixth transistor according to an output voltage. 3. The step-up device according to claim 2, wherein one of the two is selected to be turned on.
【請求項4】 第1トランジスタのバックゲートを電源
の高圧側に接続する第1バックゲートトランジスタと、
第5トランジスタのバックゲートを電源の高圧側に接続
する第2バックゲートトランジスタとを設け、 制御回路は、第4トランジスタおよび第5トランジスタ
をオン動作させる場合には当該第1バックゲートトラン
ジスタおよび第2バックゲートトランジスタをオフ動作
させることを特徴とする請求項2または請求項3記載の
昇圧装置。
4. A first back gate transistor for connecting a back gate of the first transistor to a high voltage side of a power supply;
A second back gate transistor for connecting a back gate of the fifth transistor to the high voltage side of the power supply; and a control circuit, when the fourth transistor and the fifth transistor are turned on, the first back gate transistor and the second 4. The step-up device according to claim 2, wherein the back gate transistor is turned off.
【請求項5】 出力端子を電源の高圧側に接続する第7
トランジスタと、 当該出力端子を電源の低圧側に接続する第8トランジス
タとを設け、 制御回路は、第5トランジスタをオン動作させない場合
には、当該第7トランジスタあるいは第8トランジスタ
をオン動作させることを特徴とする請求項2または請求
項3記載の昇圧装置。
5. A seventh terminal for connecting an output terminal to a high voltage side of a power supply.
A transistor and an eighth transistor for connecting the output terminal to the low voltage side of the power supply, wherein the control circuit turns on the seventh or eighth transistor when the fifth transistor is not turned on. The boost device according to claim 2 or 3, wherein
【請求項6】 第7トランジスタのバックゲートを電源
の高圧側に接続する第3バックゲートトランジスタを設
け、 制御回路は、第4トランジスタおよび第5トランジスタ
をオン動作させる場合には当該第3バックゲートトラン
ジスタをオフ動作させることを特徴とする請求項5記載
の昇圧装置。
6. A third back gate transistor for connecting a back gate of a seventh transistor to a high voltage side of a power supply, wherein the control circuit is configured to turn on the fourth transistor and the fifth transistor when the third transistor is turned on. The booster according to claim 5, wherein the transistor is turned off.
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